包载纳米氧化铈促进脐带MSCs胞外囊泡修复梗死心肌的机制研究
批准号:
82070365
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
朱鸿明
依托单位:
学科分类:
冠状动脉性心脏病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱鸿明
中文摘要
如何有效地修复梗死心肌是心血管领域的“圣杯”,间充质干细胞(MSCs)胞外囊泡(EV)极具潜力。团队前期发现心梗诱发的氧化应激可能损伤EV脂膜结构,减少功能内容物含量,提示抗氧化保护可能是优化EV治疗心梗的关键。氧化铈是新型抗氧化纳米酶,我们新近原创MSCs-EV包载纳米氧化铈体系,发现在双氧水诱导的氧化应激损伤中,包载氧化铈可以显著保护MSCs-EV膜结构,上调miR-126/音猬因子,提升对内皮细胞功能的保护。故推测:包载氧化铈可能通过抗氧化保护EV脂膜与选择性装载miR-126/音猬因子的机制增强MSCs-EV的心梗治疗能力。本项目拟结合生物学、医学与工程学技术,旨在:1)建立MSCs-EV包载纳米氧化铈的技术方法;2)明确包载氧化铈是否提升MSCs-EV的心梗治疗作用;3)阐明包载氧化铈调控MSCs-EV心梗治疗作用的机制。本项目将为MSCs-EV治疗心梗提供新依据、新策略。
英文摘要
Repairing the infarcted heart is the Holy Grail in cardiovascular research. Extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cell (MSCs-EV) is promising for cardiac repair post myocardial infarction (MI). It’s well known that the harmful oxidative stress was induced after MI. Previously, we found oxidative stress damage the membrane structure and inner content of EV, suggesting the key role of antioxidant protection in treating ischemic injury using EV. Thus, in this project we suggest a band new strategy of EV optimization: the nanoceria loading. The cerium oxide nanoparticles (CONPs) is novel antioxidant nanozyme. Loading CONPs protected the membrane structure and increased the level of miR-126 and Sonic hedgehog (SHH) in MSCs-EV, MSCs-EV-loaded CONPs showed better protection on endothelial cell function under oxidative stress. We then hypothesize that loading CONPs improve MSCs-EV therapy on MI through the antioxidant protection of EV membrane and the selective loading of miR-126/SHH into EV. This project combined biological, medical and engineering technologies to study the following scientific questions: 1) building MSCs-EV-loaded CONPs system; 2) if loading CONPs improve the therapy of MSCs-EV on MI; 3) elucidating the potential mechanism of CONPs regulating MSCs-EV’s therapeutic efficacy on infarcted myocardium. Our study may provide new evidence and optimization method for the translational application of MSCs-EV in clinic.
梗死心肌的有效修复是心血管领域悬而未决的关键科学问题。间充质干细胞(MSCs)胞外囊泡(EV)具有良好的再生修复潜力,但其临床转化还面临有效性的瓶颈。团队前期发现心梗诱发的氧化应激微环境可能损伤EV脂膜结构,减少功能内容物含量,据此推测抗氧化保护可能是优化EV治疗心梗的关键策略之一。氧化铈是新型抗氧化纳米酶,具有较好的生物相容性。在本项目资助下,主要的研究内容与发现包括:(1)结合D-葡萄糖的表面修饰与条件低氧培养成功建立了MSCs-EV包载纳米氧化铈体系,该体系可以较高效地将氧化铈纳米颗粒包裹进MSCs-EV中,同时促进MSCs-EV的分泌量;(2)发现在双氧水诱导的氧化应激损伤中,包载氧化铈可以显著保护MSCs-EV膜结构,上调miR-126/音猬因子,提升对内皮细胞功能的保护;(3)证实包载氧化铈可以显著提升MSCs-EV心肌注射对心梗小鼠心功能的改善作用;(4)发现包载氧化铈可以显著提升MSCs-EV中SHH和miR-126的含量。进一步研究发现在注射包载氧化铈的MSCs-EV的同时注射SHH siRNA或miR-126 inhibitor都会显著降低包载氧化铈带来的疗效提高,提示包载氧化铈可能通过抗氧化保护EV脂膜与选择性装载miR-126/音猬因子的机制增强MSCs-EV的心梗治疗能力。 .综上,在本项目的资助下,通过医工结合:1)建立MSCs-EV包载纳米氧化铈的技术方法;2)明确包载氧化铈是否提升MSCs-EV的心梗治疗作用;3)阐明包载氧化铈调控MSCs-EV心梗治疗作用的机制,为MSCs-EV治疗心梗提供新依据、新策略。在国际SCI期刊发表受本项目资助SCI论文3篇,国际国内会议进行学术报告8次,培养博士1人,硕士1人。培养中青年骨干入选上海市东方英才计划(青年)1人,上海市浦东新区明珠计划箐英人才1人。达到项目预期,顺利完成计划目标。
过表达GS1增强心肌球干细胞在缺血心肌中的存活和治疗作用
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批准号:81600282
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.5万元
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批准年份:2016
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负责人:朱鸿明
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依托单位:
国内基金
海外基金